[发明专利]一种基于Notch传感器的不良坐姿监测方法

说明书

本发明公开了一种基于Notch传感器的不良坐姿监测方法。包括步骤：基于Notch传感器采集坐姿数据；对采集到的数据进行预处理，去除脏数据，提高数据的可靠性与准确性，使数据格式符合要求；将经过处理的数据进行特征提取和选择，将提取出来的特征组成特征矢量；通过提取特征，建立各类坐姿模型，然后基于各类坐姿模型，实时对被监测者进行坐姿监测，最后得到分类识别的结果；设计移动应用对用户进行坐姿提醒，并提出纠正建议。本发明具有较好的准确度和便捷性，有利于从源头保护颈椎、腰椎、近视等因不良坐姿造成的疾病，改善人们的亚健康，降低社会的医疗负担。

技术领域

本发明属于行为识别领域，具体涉及一种基于Notch传感器的不良坐姿监测方法。

背景技术

在日常工作和学习中，坐姿是维持时间最长的姿势。相对其他姿势而言，坐姿消耗能量小使人不易疲惫且方便办公和学习，但是长期保持不当坐姿则会给人体健康带来严重的危害。据调查显示，我国久坐伏案人群中约有70％-80％在工作和学习中长期坐姿不当，不当的坐姿使脊椎长时间处于屈曲位或某些特定体位，不仅使脊椎椎间盘内的压力增高，也会使脊椎部的肌肉韧带长期处于非协调受力状态而发生侧弯。也会导致骨盆向外扩张、大腿骨内转，膝关节也随之内转，从而双脚可能会内撇影响步行姿势，严重时还会导致脊柱前凸，影响身体整体的平衡感和协调能力。据统计坐姿不正产生的脊椎弯曲人数已超过50％,学生近视率还以每年6％的速度递增。

随着传感器技术的发展，使得现阶段传感器体积小且重量轻，更易于制成可穿戴设备，便于携带，不会限制使用者活动场景更不会对使用者的日常生活造成影响。传感器的发展解决了数据采集即坐姿监督的问题，智能手机的普及则解决了提醒的问题。采用Notch传感器采集数据，成本更低且对环境要求低、易于携带和长期使用。通过Android手机实时提醒，帮助用户及时改正不良坐姿。因此，具有更高的实用性和便捷性，可以有效预防不当坐姿带来的亚健康，以及导致的各类疾病。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Notch传感器的不良坐姿监测方法，以解决上述技术问题。

为实现上述目的本发明采用以下技术方案：

一种基于Notch传感器的不良坐姿监测方法，包括步骤：

步骤1：基于Notch传感器采集坐姿数据；

步骤2：对采集到的数据进行预处理，去除脏数据，提高数据的可靠性与准确性，使数据格式符合要求；

步骤3：将经过处理的数据进行特征提取和选择，将提取出来的特征组成特征矢量；

步骤4：通过提取特征，建立各类坐姿模型，然后基于各类坐姿模型，实时对被监测者进行坐姿监测，最后得到分类识别的结果；

步骤5：设计移动应用对用户进行坐姿提醒，并提出纠正建议。

作为本发明进一步的方案，步骤1具体包括如下内容：将Notch传感器固定于人体的腰椎和胸椎两处，然后采集基本数据信息，Notch传感器内置加速度传感器、陀螺仪和磁力计，捕捉到的数据以欧拉角的Z、X、Y的数据格式存储，在三维空间内建立一个独立的运动坐标系以记录此坐标系中的运动情况。

作为本发明进一步的方案，步骤2具体包括如下内容：通过Notch传感器采集到的用户坐姿数据，包括时间和欧拉角，并通过蓝牙进行传输，对接收到的数据进行了离散化处理，将连续的数据分成等长的离散数据段，数据离散化后能够减小计算带来的空间资源消耗，而且能够提高抵御噪声的能力。

作为本发明进一步的方案，所述步骤3选择8个特征包括：

步骤3.1：提取欧拉角之俯仰角X，俯仰角又称仰视角，是物体绕定点转动时与X轴之间的夹角，代表人体前倾和后仰的角度；